【C++进阶】：特殊类的设计

àì夳堔傛蜴生んèń 2024-02-22 03:31 36阅读 0赞

#### 特殊类的设计 ####

*  一.设计一个类不能被拷贝
 *  二.设计一个类只能在堆上创建对象
 *  三.设计一个类只能在栈上创建
 *  4.设计一个类不能被继承
 *  五.设计一个类只能有一个对象(单例模式)

## 一.设计一个类不能被拷贝 ##

拷贝只会放生在两个场景中：拷贝构造函数以及赋值运算符重载，因此想要让一个类禁止拷贝，**只需让该类不能调用拷贝构造函数以及赋值运算符重载即可**。

*第一种*

在C++98里只进行声明并将其设置成私有即可。  
![在这里插入图片描述][c9e1365b08f241aab48e89d33ef0d4e2.png]

原因：

1.  设置成私有：如果只声明没有设置成private，用户自己如果在类外定义了，就可以不能禁止拷贝了
2.  只声明不定义：不定义是因为该函数根本不会调用，定义了其实也没有什么意义，不写反而还简单，而且如果定义了就不会防止成员函数内部拷贝了。
3.  声明是为了避免默认生成。

*第二种*

C++11扩展delete的用法，delete除了释放new申请的资源外，如果在默认成员函数后跟上=delete，表示让编译器删除掉该默认成员函数。

![在这里插入图片描述][a1beceec12e0476ba6dc06c4a1ac136c.png]

## 二.设计一个类只能在堆上创建对象 ##

*第一种*

实现方式：

1.  将类的构造函数私有，拷贝构造声明成私有。防止别人调用拷贝在栈上生成对象。
2.  提供一个静态的成员函数，在该静态成员函数中完成堆对象的创建。

![在这里插入图片描述][2b2ad0d3f8fb402d9c5a3c9eef3095f1.png]

*第二种*

将析构函数私有化，间接防止直接创建对象。

![在这里插入图片描述][f54c51c838894a1ab214f3f6b5c0177c.png]  
创建对象时，自动调用析构函数的对象就不能创建。

![在这里插入图片描述][a6a3cf335d2040c8a60fc1601696ed5d.png]

## 三.设计一个类只能在栈上创建 ##

如果一个类要在堆上创建，那么它需要new。而new整体而言由两部分组成：operator new和构造函数。那么我们将operator new禁止并且将构造函数私有化，然后设计静态方法创建对象返回即可。

总结：将构造私有化避免直接new创建对象，将new封禁避免new拷贝构造。

![在这里插入图片描述][4b496d6588b24e3dbfde71787447b1ca.png]

## 4.设计一个类不能被继承 ##

*第一种*

![在这里插入图片描述][cf4d566440e24822b3903e290eeadb53.png]

*第二种*

final关键字，final修饰类，表示该类不能被继承。

![在这里插入图片描述][7a39ef7084bd47c6bf20510685b1dd68.png]

## 五.设计一个类只能有一个对象(单例模式) ##

**一个类只能创建一个对象，即单例模式，该模式可以保证系统中该类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点，该实例被所有程序模块共享**。比如在某个服务器程序中，该服务器的配置信息存放在一个文件中，这些配置数据由一个单例对象统一读取，然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息，这种方式简化了在复杂环境下的配置管理。

**饿汉模式**

就是说不管你将来用不用，程序启动时就创建一个唯一的实例对象。

![在这里插入图片描述][a602e265e57042909d004ff6df79c1a5.png]  
如果这个单例对象在多线程高并发环境下频繁使用，性能要求较高，那么显然使用饿汉模式来避免资源竞争，提高响应速度更好。

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